嵌入式視覺(jué)聯(lián)盟 BDTI創(chuàng)始人兼總裁Jeff Bier隨著功能越來(lái)越強(qiáng)大的處理器、圖像傳感器、存儲(chǔ)器和其他半導(dǎo)體器件以及相關(guān)算法的出現(xiàn)，可以在多種嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺(jué)功能，通過(guò)視頻輸入來(lái)分析周?chē)h(huán)境。微軟的Kinect游戲控制器和Mobileye的輔助駕駛系統(tǒng)等產(chǎn)品都非常重視嵌入式視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。結(jié)果，很多嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員開(kāi)始思考如何實(shí)現(xiàn)嵌入式視覺(jué)功能。本文研究嵌入式視覺(jué)的發(fā)展機(jī)遇，對(duì)比實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的各種處理器選擇，介紹幫助工程師在其設(shè)計(jì)中采用視覺(jué)功能的業(yè)界聯(lián)盟。
“嵌入式視覺(jué)”這一名詞是指在嵌入式系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)。換句話(huà)說(shuō)，“嵌入式視覺(jué)”是指從視覺(jué)輸入中提取出其背后含義的嵌入式系統(tǒng)。與過(guò)去10年中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的流行相類(lèi)似，嵌入式視覺(jué)技術(shù)有望在今后10年得到廣泛應(yīng)用。
很明顯，嵌入式視覺(jué)技術(shù)能夠?yàn)槎喾N應(yīng)用帶來(lái)巨大的價(jià)值(圖1)。兩個(gè)例子是，Mobileye基于視覺(jué)的輔助駕駛系統(tǒng)，用于幫助防止車(chē)輛事故的發(fā)生;以及MG國(guó)際公司的泳池安全系統(tǒng)，旨在防止游泳溺水。還有一些純粹的怪才發(fā)明，Intellectual Ventures的激光滅蚊槍?zhuān)O(shè)計(jì)用于防止人們感染瘧疾等。
圖1.嵌入式視覺(jué)是從計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用開(kāi)始的，這些應(yīng)用包括，裝配線(xiàn)檢查、光學(xué)字符識(shí)別、機(jī)器人技術(shù)、監(jiān)控和軍事系統(tǒng)等。但是，最近幾年，對(duì)降低成本提高性能的需求加速了這一技術(shù)在各種其他市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用。
正如同高速無(wú)線(xiàn)互聯(lián)是從高成本新奇技術(shù)起步一樣，目前為止，嵌入式視覺(jué)技術(shù)一般只用于復(fù)雜昂貴的系統(tǒng)中，例如，毛發(fā)移植的手術(shù)機(jī)器人，制造業(yè)的質(zhì)量控制檢查系統(tǒng)等。
數(shù)字集成電路的發(fā)展是高速無(wú)線(xiàn)技術(shù)從新奇發(fā)展到主流的關(guān)鍵因素。芯片速度足夠快，成本足夠低，能效足夠高時(shí)，高速無(wú)線(xiàn)技術(shù)便成為市場(chǎng)主流技術(shù)。今天，人們能夠以不到100美元的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)寬帶無(wú)線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器。
同樣的，數(shù)字芯片技術(shù)的進(jìn)步為嵌入式視覺(jué)的大批量應(yīng)用鋪平了道路(圖2)。與無(wú)線(xiàn)通信相似，嵌入式視覺(jué)需要很強(qiáng)的處理能力——特別是，越來(lái)越多的應(yīng)用采用了高分辨率攝像機(jī)，開(kāi)始使用多臺(tái)攝像機(jī)。以足夠低的成本實(shí)現(xiàn)這類(lèi)處理能力，從而促進(jìn)大批量應(yīng)用，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。事實(shí)是嵌入式視覺(jué)應(yīng)用需要很強(qiáng)的可編程能力，進(jìn)一步增大了這一挑戰(zhàn)的難度。在無(wú)線(xiàn)應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)意味著不同手機(jī)之間的基帶算法不會(huì)有太大的變化，與之相比，在嵌入式視覺(jué)應(yīng)用中，通過(guò)獨(dú)特的算法，有可能得到更好的結(jié)果——實(shí)現(xiàn)更有價(jià)值的功能。
